CN107488929B - 一种四个方向包裹式的斜纱机构 - Google Patents

Abstract

本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构，包括由内到外依次同轴设置的矩形框架A和矩形框架B，框架A和框架B之间设有四个隔板，四个隔板依次排布呈矩形结构，四个隔板将框架A和框架B隔成两个双层横向导轨和两个双层竖向导轨，双层横向导轨和双层竖向导轨内均呈直线排布有斜纱引导块；相邻的两个隔板交汇处与框架B的一个拐角之间形成空格，空格内设有旋转架，旋转架上连接有齿轮，齿轮与不完全齿轮A啮合，不完全齿轮A的中心处设有转轴A，转轴A通过V形带A连接一组齿轮‑凸轮传动机构。本发明在一个平面内引导斜纱的基础上，能够实现三维织机在四个方向的平面内斜纱层包裹经纱层，同时斜纱层在四角相互交织，完成编织过程。

Description

一种四个方向包裹式的斜纱机构

技术领域

本发明属于机械设计与制造技术领域，涉及一种四个方向包裹式的斜纱机构。

背景技术

三维多轴平型织造技术是一种新型纺织技术，是传统织造技术的拓展与革新。20世纪90年代以来，以三维多轴织物为骨架的复合材料具有薄壁化、轻量化、高韧性、耐冲击性、形态稳定性、设计性灵活等优点，其产品已应用于航空航天、风力发电叶片、交通运输、建筑、体育、休闲用品、音响制品、汽车零部件、运输器械等领域。

三维多轴织物的“多轴”体现在织物结构中纱线角度不同于轴线方向的个数。传统三维织物结构是靠垂纱将分层叠放的经纱、纬纱捆绑起来，使之成为整体。而三维五轴织物既具有正交织物的各向异性，同时由于斜向纱线的存在，织物具有某方向的平面属性，即织物具有各向同性，使得织物力学性能更优。因此，斜纱引导机构的设计是三维多轴织机设计的关键之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种四个方向包裹式的斜纱机构，在一个平面内引导斜纱的基础上，能够实现三维织机在四个方向的平面内斜纱层包裹经纱层，同时斜纱层在四角相互交织，完成编织过程。

本发明所采用的技术方案是，一种四个方向包裹式的斜纱机构，包括由内到外依次同轴设置的矩形框架A和矩形框架B，框架A和框架B之间设有四个隔板，四个隔板依次排布呈矩形结构，四个隔板将框架A和框架B隔成两个双层横向导轨和两个双层竖向导轨，双层横向导轨和双层竖向导轨内均呈直线排布有斜纱引导块；相邻的两个隔板交汇处与框架B的一个拐角之间形成空格，空格内设有旋转架，旋转架上连接有齿轮，齿轮与不完全齿轮A啮合，不完全齿轮A的中心处设有转轴A，转轴A通过V形带A连接一组齿轮-凸轮传动机构，位于框架B同一对角线上的两组齿轮-凸轮传动机构通过V形带B同步驱动。

本发明的特点还在于，

其中旋转架包括两个平行设置的支杆A，两个支杆A之间设有支杆B，支杆B与支杆A垂直，支杆B的一端固定在一个支杆A的中部，支杆B的另一端从另一个支杆A中穿过并伸出，齿轮套接在支杆B的自由端端部。

其中框架B的四个拐角处均设有开口A和开口B，开口A和开口B分别位于框架B中每个拐角的相邻两侧，且框架B每个拐角的开口A和开口B与位于同一拐角处的空格相通，每组齿轮-凸轮传动机构分别从开口A和开口B处伸入框架B内与斜纱引导块接触。

其中齿轮-凸轮传动机构包括不完全齿轮B，不完全齿轮B的中心处套接有转轴B，转轴B通过V形带A与转轴A连接，不完全齿轮B还分别与不完全齿轮C和不完全齿轮D啮合，不完全齿轮C的中心处设有转轴C，转轴C上还套接有凸轮A，凸轮A与滚子A接触，滚子A上连接有推杆机构A，推杆机构A从开口A处伸入框架B内与斜纱引导块接触；

不完全齿轮D的中心处设有转轴D，转轴D上还套接有凸轮B，凸轮B与滚子B接触，滚子B上连接有推杆机构B，推杆机构B从开口B处伸入框架B内与斜纱引导块接触；

其中推杆机构A沿竖直方向设置，推杆机构B沿水平方向设置。

其中凸轮A和凸轮B均为圆心角相同的扇形结构。

其中推杆机构A包括U形推杆A，U形推杆A安装在机架上，滚子A设置在U形推杆A的其中一个竖杆端部；U形推杆A的另一个竖杆上加工有凸台A，且U形推杆A的另一个竖杆上还同轴套接有弹簧A，弹簧A的一端固定在凸台A上，弹簧A的一端固定在机架上，U形推杆A的横杆朝向开口A设置。

其中推杆机构B包括U形推杆B，U形推杆B安装在机架上，滚子B设置在U形推杆B的其中一个竖杆端部；U形推杆B的另一个竖杆上加工有凸台B，且U形推杆B的另一个竖杆上还同轴套接有弹簧B，弹簧B的一端固定在凸台B上，弹簧B的一端固定在机架上，U形推杆B的横杆朝向开口B设置。

本发明的有益效果是，本发明采用齿轮-凸轮机构推动斜纱引导块以环形方式运动，通过每个斜纱引导块引导纱线完成单层织造；通过旋转架改变斜纱引导块位置，实现两相邻层间斜向纱线的缠绕交织。在一个平面内引导斜纱的基础上，能够实现三维织机在四个方向的平面内斜纱层包裹经纱层，同时斜纱层在四角相互交织，完成编织过程。

附图说明

图1是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构的结构示意图；

图2是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中框架A和框架B配合的主视图；

图3是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中框架A和框架B配合的轴测图；

图4是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中齿轮A与不完全齿轮A配合的结构示意图；

图5是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中旋转架的结构示意图；

图6是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中不完全齿轮B与不完全齿轮C、不完全齿轮D配合的结构示意图；

图7是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中推杆机构A的结构示意图；

图8是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中推杆机构B的结构示意图；

图9是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构中运动状态的结构示意图；

图10是本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构的斜纱层预制件结构图。

图中，1.框架A，2.框架B，3.隔板，4.滚子A；

5.推杆机构A，5-1.U形推杆A，5-2.凸台A，5-3.弹簧A；

6.机架，7.横向导轨，8.竖向导轨，9.斜纱引导块，10.滚子B，

11.推杆机构B，11-1.U形推杆B，11-2.凸台B，11-3.弹簧B；

12.空格；

13.旋转架，13-1.支杆A，13-2.支杆B

14.齿轮，15.不完全齿轮A，16.转轴A，17.开口A，18.开口B，19.不完全齿轮B，20.转轴B，21.不完全齿轮C，22.不完全齿轮D，23.转轴C，24.凸轮A，25.转轴D，26.凸轮B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构，结构如图1所示，包括由内到外依次同轴设置的矩形框架A1和矩形框架B2，框架A1和框架B2之间设有四个隔板3，四个隔板3依次排布呈矩形结构，如图2、3所示，四个隔板3将框架A1和框架B2隔成两个双层横向导轨7和两个双层竖向导轨8，双层横向导轨7和双层竖向导轨8内均呈直线排布有斜纱引导块9；相邻的两个隔板3交汇处与框架B2的一个拐角之间形成空格12，空格12内设有旋转架13，旋转架13上连接有齿轮14，齿轮14与不完全齿轮A15啮合，不完全齿轮A15的中心处设有转轴A16(参见图4)，转轴A16通过V形带A连接一组作用于齿轮-凸轮传动机构，位于框架B2同一对角线上的两组齿轮-凸轮传动机构通过V形带B同步驱动。

如图5所示，旋转架13包括两个平行设置的支杆A13-1，两个支杆A13-1之间设有支杆B13-2，支杆B13-2与支杆A13-1垂直，支杆B13-2的一端固定在一个支杆A13-1的中部，支杆B13-2的另一端从另一个支杆A13-1中穿过并伸出，齿轮14套接在支杆B13-2的自由端端部。

其中框架B2的四个拐角处均设有开口A17和开口B18，开口A17和开口B18分别位于框架B2中每个拐角的相邻两侧，且框架B2每个拐角的开口A17和开口B18与位于同一拐角处的空格12相通(例如，框架B2左上角拐角的开口A17和开口B18与框架B2左上角处的空格12相通)，每组齿轮-凸轮传动机构分别从开口A17和开口B18处伸入框架B2内与斜纱引导块9接触。

如图6所示，齿轮-凸轮传动机构包括不完全齿轮B19，不完全齿轮B19的中心处套接有转轴B20，转轴B20通过V形带A与转轴A16连接，不完全齿轮B19还分别与不完全齿轮C21和不完全齿轮D22啮合，不完全齿轮C21的中心处设有转轴C23，转轴C23上还套接有凸轮A24，凸轮A24与滚子A4接触，滚子A4上连接有推杆机构A5，推杆机构A5从开口A17处伸入框架B2内与斜纱引导块9接触；

不完全齿轮D22的中心处设有转轴D25，转轴D25上还套接有凸轮B26，凸轮B27与滚子B10接触，滚子B10上连接有推杆机构B11，推杆机构B11从开口B18处伸入框架B2内与斜纱引导块接触；

其中推杆机构A5沿竖直方向设置，推杆机构B11沿水平方向设置。

其中凸轮A24和凸轮B26均为圆心角相同的扇形结构。

如图7所示，推杆机构A5包括U形推杆A5-1，U形推杆A5-1安装在机架6上，滚子A4设置在U形推杆A5-1的其中一个竖杆端部；U形推杆A5-1的另一个竖杆上加工有凸台A5-2，且U形推杆A5-1的另一个竖杆上还同轴套接有弹簧A5-3，弹簧A5-3的一端固定在凸台A5-2上，弹簧A5-3的一端固定在机架6上，U形推杆A5-1的横杆朝向开口A17设置。

如图8所示，推杆机构B11包括U形推杆B11-1，U形推杆B11-1安装在机架6上，滚子B10设置在U形推杆B11-1的其中一个竖杆端部；U形推杆B11-1的另一个竖杆上加工有凸台B11-2，且U形推杆B11-1的另一个竖杆上还同轴套接有弹簧B11-3，弹簧B11-3的一端固定在凸台B11-2上，弹簧B11-3的一端固定在机架6上，U形推杆B11-1的横杆朝向开口B18设置。

本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构的特点为，不完全啮合齿轮19转1圈，不完全啮合齿轮C21和不完全啮合齿轮D22各转1圈。

凸轮A24运转过程中，滚子A4随着凸轮A24的运转做上下往复运动；凸轮B26运转过程中，滚子B10随着凸轮B26的运转做水平往复运动；U形推杆A5-1和U形推杆B11-1穿套在机架6上。

本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构的特点为，采用齿轮-凸轮机构推动斜纱引导块9以环形方式运动，通过每个斜纱引导块9引导纱线完成织造。通过推杆机构A5中弹簧A5-3的作用，使滚子A4能够始终与凸轮A24接触；通过推杆机构B11中弹簧B11-3的作用，使滚子B10能够始终与凸轮B26接触。

本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构可以根据织物幅宽任意调整斜纱引导块9的数量，以满足产品需求，图1中仅以四个方向单层共52个斜纱引导块为例阐明原理。

本发明一种四个方向包裹式的斜纱机构工作原理为：基于上述结构的布置，初始位置如图9(a)所示(初始位置时，在左上角和右下角位置处，旋转架13中的支杆A13-1与两层横向导轨7之间的隔板3位于同一直线上；在左下角和右上角位置处，旋转架13中的支杆A13-1与两层竖向导轨8之间的隔板3位于同一直线上)，框架B2的四个顶点处的结构完全相同，位于框架B2同一对角线上的两组齿轮-凸轮传动机构运动同步；

以左上角的齿轮-凸轮传动机构运动为例：

左上角的转轴B20带动不完全齿轮B19逆时针转动，通过V型带A带动旋转架13上的齿轮14以传动比1:4传动，驱动不完全齿轮A15与齿轮14啮合，实现旋转架13的间歇运动。当不完全齿轮B19逆时针开始旋转恰与不完全齿轮D22啮合之前，齿轮14带动支架B13-2转动180°，两个支杆A13-2推着一个斜纱引导块9转动，使得该斜纱引导块9到达图9(b)位置。随后，不完全齿轮B19与不完全齿轮D22啮合传动，在凸轮B26的作用下U形推杆B11-1推动一个斜纱引导块9至图9(c)位置。齿轮14带动支架B13-2继续转动90°，两个支杆A13-2推着一个斜纱引导块9转动，使得该斜纱引导块9到达图9(b)位置，使得斜纱引导块达到图9(d)位置，不完全齿轮B19与不完全齿轮C21啮合传动，在凸轮A24的作用下U形推杆A5-1推动一个斜纱引导块9至图9(e)位置，最后，齿轮14带动支架B13-2转动90°，返回起始位置。在此过程中，主轴B20转动1周，齿轮14转动4周，支架B13-2分别实现90°、180°、270°、360°四个位置的间歇运动。与此同时，位于框架B2左上角的齿轮-凸轮传动机构中的转轴B20通过V形带B与位于框架B2右下角的齿轮-凸轮传动机构中的转轴B20连接，实现位于框架B2左上角的齿轮-凸轮传动机构与位于框架B2右下角的齿轮-凸轮传动机构的同步运转。框架B2的两条对角上的两对(即四组)齿轮-凸轮传动机构运动原理相同，位于框架B2左下角的齿轮-凸轮传动机构与位于框架B2右上角的齿轮-凸轮传动机构也实现了同步运转。沿导轨29对角线同步传动。最终，两条同步传动的对角线机构构成了本发明四个方向包裹式的斜纱机构，完成了斜纱引导块9在横向导轨7和竖向导轨8内从A-B、从B-C、从C-D及从D-A的交织缠绕，既实现了单层斜纱不同的交织角度(±45°)，又将四层独立的斜纱连接起来形成统一的整体。最终形成的预制件如图10所示。

Claims (7)

1.一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：包括由内到外依次同轴设置的矩形框架A(1)和矩形框架B(2)，框架A(1)和框架B(2)之间设有四个隔板(3)，四个隔板(3)依次排布呈矩形结构，四个隔板(3)将框架A(1)和框架B(2)隔成两个双层横向导轨(7)和两个双层竖向导轨(8)，双层横向导轨(7)和双层竖向导轨(8)内均呈直线排布有斜纱引导块(9)；相邻的两个隔板(3)交汇处与框架B(2)的一个拐角之间形成空格(12)，空格(12)内设有旋转架(13)，旋转架(13)上连接有齿轮(14)，齿轮(14)与不完全齿轮A(15)啮合，不完全齿轮A(15)的中心处设有转轴A(16)，转轴A(16)通过V形带A连接一组齿轮-凸轮传动机构，位于框架B(2)同一对角线上的两组齿轮-凸轮传动机构通过V形带B同步驱动。

2.根据权利要求1所述的一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：所述旋转架(13)包括两个平行设置的支杆A(13-1)，两个支杆A(13-1)之间设有支杆B(13-2)，支杆B(13-2)与支杆A(13-1)垂直，支杆B(13-2)的一端固定在一个支杆A(13-1)的中部，支杆B(13-2)的另一端从另一个支杆A(13-1)中穿过并伸出，齿轮(14)套接在支杆B(13-2)的自由端端部。

3.根据权利要求2所述的一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：所述框架B(2)的四个拐角处均设有开口A(17)和开口B(18)，开口A(17)和开口B(18)分别位于框架B(2)中每个拐角的相邻两侧，且框架B(2)每个拐角的开口A(17)和开口B(18)与位于同一拐角处的空格(12)相通，每组所述齿轮-凸轮传动机构分别从开口A(17)和开口B(18)处伸入框架B(2)内与斜纱引导块(9)接触。

4.根据权利要求2或3任一权利要求所述的一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：所述齿轮-凸轮传动机构包括不完全齿轮B(19)，不完全齿轮B(19)的中心处套接有转轴B(20)，转轴B(20)通过V形带A与转轴A(16)连接，不完全齿轮B(19)还分别与不完全齿轮C(21)和不完全齿轮D(22)啮合，不完全齿轮C(21)的中心处设有转轴C(23)，转轴C(23)上还套接有凸轮A(24)，凸轮A(24)与滚子A(4)接触，滚子A(4)上连接有推杆机构A(5)，推杆机构A(5)从开口A(17)处伸入框架B(2)内与斜纱引导块(9)接触；

所述不完全齿轮D(22)的中心处设有转轴D(25)，转轴D(25)上还套接有凸轮B(26)，凸轮B(27)与滚子B(10)接触，滚子B(10)上连接有推杆机构B(11)，推杆机构B(11)从开口B(18)处伸入框架B(2)内与斜纱引导块(9)接触；

所述推杆机构A(5)沿竖直方向设置，推杆机构B(11)沿水平方向设置。

5.根据权利要求4所述的一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：所述凸轮A(24)和凸轮B(26)均为圆心角相同的扇形结构。

6.根据权利要求4所述的一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：所述推杆机构A(5)包括U形推杆A(5-1)，U形推杆A(5-1)安装在机架(6)上，滚子A(4)设置在U形推杆A(5-1)的其中一个竖杆端部；所述U形推杆A(5-1)的另一个竖杆上加工有凸台A(5-2)，且U形推杆A(5-1)的另一个竖杆上还同轴套接有弹簧A(5-3)，弹簧A(5-3)的一端固定在凸台A(5-2)上，弹簧A(5-3)的一端固定在机架(6)上，U形推杆A(5-1)的横杆朝向开口A(17)设置。

7.根据权利要求4所述的一种四个方向包裹式的斜纱机构，其特征在于：所述推杆机构B(11)包括U形推杆B(11-1)，U形推杆B(11-1)安装在机架(6)上，滚子B(10)设置在U形推杆B(11-1)的其中一个竖杆端部；U形推杆B(11-1)的另一个竖杆上加工有凸台B(11-2)，且U形推杆B(11-1)的另一个竖杆上还同轴套接有弹簧B(11-3)，弹簧B(11-3)的一端固定在凸台B(11-2)上，弹簧B(11-3)的一端固定在机架(6)上，U形推杆B(11-1)的横杆朝向开口B(18)设置。